Дендримеры

Дендримеры ДЕНДРИМЕРЫ (от дендро... и греческого μέρος - доля, часть), синтетические сверхразветвлённые полимеры с регулярной молекулярной структурой. Впервые получены независимо в США Д. Томалиа и Дж. Ньюкомом в 1985 году, в России - А. М. Музафаровым и Е. А. Ребровым в 1989.

Синтезированы дендримеры различной химической природы: полиамины, полиамидоамины, полиэфиры, полисилоксаны, поликарбосиланы, полифосфины и пр. Методы получения дендримеров различаются направлением «сборки» (формирования) молекулярной структуры: от центра к периферии - дивергентный, от периферии к центру - конвергентный. Необходимым условием синтеза дендримеров является наличие реагента состава ARBn (А и В - функциональные группы, не взаимодействующие друг с другом, n - в основном 2 или 3). Функциональные группы различных типов реакционноспособны в строго определённых условиях. Активируя последовательно какой-либо из типов функциональных групп, слой за слоем формируют структуру дендримера.

Реклама

В молекулярной структуре дендримеров выделяют исходный разветвляющий центр - ядро, внутреннюю и внешнюю (поверхностную) части (рис.). Молекулярную структуру дендримеров со сформированным слоем называют генерацией (или поколением); генерации нумеруют по числу слоёв.

Надмолекулярная структура дендримеров характеризуется отсутствием зацеплений макромолекул, что обусловливает специфику их гидродинамических свойств в растворах и расплавах. При растворении дендримеры ведут себя как плотные глобулярные объекты, гидродинамический радиус макромолекул дендримеров практически не зависит от природы растворителя. При увеличении числа генераций дендримеры превращаются в молекулярные наночастицы с близкой к сферической формой. Наличие большого количества функциональных групп позволяет резко менять свойства поверхностного слоя макромолекулы дендримеров (например, лиофобные на лиофильные).

Перспективы практического применения дендримеров связывают с их использованием в качестве молекулярных контейнеров для направленного транспорта лекарств, нанореакторов для синтеза нанокластеров металлов и их солей, молекулярных фотооптических устройств, многоцентровых инициаторов полимеризации, монодисперсных наношаблонов и других молекулярных устройств.

Лит.: Tomalia D.А., Naylor А.М., Goddart W.А. I Starburst dendrimers // Angewandte Chemie International. 1990. Vol. 29. Р. 138; Музафаров А. М., Ребров Е. А., Папков В. С. Объемнорастущие полиорганосилоксаны // Успехи химии. 1991. Т. 60. Вып. 7; Музафаров А. М., Ребров Е. А. Современные тенденции развития химии дендримеров // Высокомолекулярные соединения. 2000. Сер. С. Т. 42. № 11; Frechet J.М., Tomalia D. А. Dendrimers and other dendritic polymers. N. Y., 2001.

А. М. Музафаров.